[发明专利]一种监听混凝土泵送管道作业声音的降噪方法

说明书

本发明公开了一种监听混凝土泵送管道作业声音的降噪方法，包括如下步骤：步骤一、在泵送管道的周围布设N个物理性能一致录音设备；步骤二、使N个录音设备采集到的泵管声音同步，并得到四个录音设备同步后的声波波形时间序列信号为Bsubgt;1i/subgt;、Bsubgt;2i/subgt;、…、Bsubgt;Ni/subgt;；步骤三、假定环境噪声近似为平行压缩波，泵送管道的声音近似假定为点源，得到Bsubgt;1i/subgt;、Bsubgt;2i/subgt;、…、Bsubgt;Ni/subgt;的表达式；步骤四，对步骤三中Bsubgt;1i/subgt;、Bsubgt;2i/subgt;、…、Bsubgt;Ni/subgt;的表达式的等号两边分别采用离散傅里叶变换及离散傅里叶逆变换，求解泵送管道声波波形时间序列信号Rsubgt;i/subgt;。该方法能够实现噪声和真实声音的分离，具有操作简单、运算时间复杂度较低、便于实际应用、降噪效果好的优点。

技术领域

本发明涉及一种声音信号过滤技术，尤其涉及一种监听混凝土泵送管道作业声音的降噪方法。

背景技术

目前，在混凝土泵送中，会利用声音信号对混凝土泵送管道工作状态进行识别，这种方法可以避免复杂的混凝土-泵管系统的力学反问题分析，进行泵管内部压力的识别。

由于建筑工地环境声音复杂，噪声随机，无明显规律可循，传统的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、高斯滤波器，等等无法取得满意效果。以往的噪声过滤方法往往针对单声道信号进行处理，根据采集的声音信号中噪声特点进行降噪。传统方法实施的前提是噪声有规律和稳定的特征，比如噪声的频率稳定比待测信号频谱的主要频率范围显著高或者显著低，这样可以采用低通或高通滤波器；再者，如语音信号，在口腔发音间隙的空白区域的信号可直接抹除，实现降噪的效果。对于建筑工地各种随机的噪声，高低频率均存在，且频段分布随机，无法采用简单的滤波算法实现降噪的目的。

发明内容

针对利用声音信号对混凝土泵送管道工作状态进行识别时，由于建筑工地环境声音复杂、噪声随机且无明显规律可循，传统的滤波器难以达到较好的滤波效果的问题，本发明提供了一种监听混凝土泵送管道作业声音的降噪方法。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种监听混凝土泵送管道作业声音的降噪方法，包括如下步骤：

步骤一、在泵送管道的周围布设N个录音设备，其中N≥3，N个录音设备的物理性能一致，且拾音元件与泵送管道的表面的距离分别为r₁、r₂、…、r_N，其中，r₁＜r₂＜…＜r_N；N个录音设备以相同的采样率SR进行录音；

步骤二、使N个录音设备采集到的泵管声音同步，并得到四个录音设备同步后的声波波形时间序列信号为B_1i、B_2i、…、B_Ni，其中i为声波波形幅值点数；分别进行离散傅里叶变换，得到傅里叶变换域内的复数离散序列：

F_B1i＝fft(B_1i)，F_B2i＝fft(B_2i)，……，F_BNi＝fft(B_Ni)；

步骤三、假定环境噪声由距离泵管较远的方位传播而来，环境噪声近似为平行压缩波，在N个录音设备范围内，环境噪声近似认为处处相同；泵送管道的声音近似假定为点源，录音设备所接收的振动信号强度与泵管-录音设备距离成反比；基于上述假定，可得

B_1i＝R_i+E_i，